先端半導��をけん引するモバイル�\術〜ISSCC2014から見えるトレンド
ISSCC（International Solid-State Circuits Conference）2014の��要が�wまった。半導��の世�cはアジアシフトが�咾泙辰討い襪海箸�ら、東�Bを皮切りにソウル、����、シンガポール、���Bでも記�v会見を行った。この国際半導���v路会議は、アナログからRF、デジタル、低電��デジタル、プロセッサ、メモリ、イメージセンサなどをカバーし、ここから見えることはやはり、モバイル端��が�\術をけん引していることだろう。
かつてのISSCCは、コンピュータの高性�Σ修帽腓錣擦董▲泪ぅ�ロプロセッサやメモリの高性�Σ修�メインテーマだった。最�Zは、デジタルだけではなく、アナログやデータコンバータ、パワーマネジメント、低電��デジタル、RFなども�j(lu┛)きなテーマになっており、その背景にはやはりモバイル�\術による半導��のけん引がある。モバイル�\術は、スマートフォンやタブレットのような端��だけではない。モバイルインフラや、BYOD（bring your own device）などのセキュリティ関連、クラウド、ビッグデータなども含む�j(lu┛)きな��念である。モバイル端��でビデオや音楽などのストリーミングを楽しんだり、�{画したりする人が�\えることで、ネットワークインフラには�j(lu┛)きな負担がかかる。端��をオフィスに�eち込んで仕��にも使うことにより企業内のセキュリティも見直す?ji└)�要が出てくる。モバイル端��は、ありとあらゆるシーンに登場し、半導���\術のけん引役となっている。
図1 四つの基調講演のテーマの内、��つがモバイル関連 出�Z：IEEE ISSCC Committee
2014�QのISSCCでも基調講演にそのトレンドがよく表れている。図1の四つの講演は、最初はヒッグス��子という微小な世�cを元に微細化の今後についての講演、2番�`がコンピューティングの省エネ化でズバリ。3番�`ではクラウドとのコネクティビティとモバイル端��を議�bし、4番�`ではモバイルネットワークの��(j┤ng)来予�[を�]ち出したシスコがネットワークエクスペリエンスと表現している。
モバイル����での要求は、まず徹�fした低消�J電��化だ。����的にISSCCの�@料を見てみると、まずアナログでは低消�J電���\術の争いがある。Session 17：Analog Techniquesでは、MediaTek が1.89nW/0.15Vのリアルタイムクロックを発表、Session 23: Energy HarvestingではMichigan�j(lu┛)学が3nWのエネルギーハーベスタを、�f国のKAISTは、エネルギーパイルアップ共鳴という�}法を使い、ダブルの圧電素子から最�j(lu┛)4.22倍のエネルギーを�Dり出す�v路を、それぞれ発表する。狙いはモバイルないしIoT（Internet of Things）である。
図2 FOMの値を��(g┛u)新 出�Z：IEEE ISSCC
データコンバータでも高�@度にしながら低消�J電��という要求が�咾ぁ�A-Dコンバータは最�Z、FOM（figure of merit）という単位で電��効率を表すことが�Hくなっている(図2)。Session 11: Highlightsでは、��湾の国立��湾�j(lu┛)学が0.85fJ/conversion-stepというFOMで低消�J電��のSAR（�d次比較）��(sh┫)式A-Dコンバータを発表する。1fJ/conversion-stepを切ったのはこれが初めて。40nmのプロセスを�W(w┌ng)��したが、Broadcom/Wolfsonのチームは28nmのCMOSプロセスで80Mサンプル/秒と高�]ながら消�J電��がわずか1.5mWのA-Dコンバータを発表する。
モバイル端��やインフラに�L(f┘ng)かせないRF�\術のセッションは、Session 3、Session 14、Session 21と��つもある。無線送信機の最終パワー段の電��を��(f┫)らすためのエンベロープ�\術を使った1.95GHzアンプ（富士通研�|所/富士通セミコンダクターのチーム）の発表に加え、RF�v路に不可�L(f┘ng)な局�霹�振�_(d│)やPLLなどの�C積を小さくし消�J電��も下げるという発表がミラノ�j(lu┛)学、国立��湾�j(lu┛)学などからある。
スマホの周辺に使うUWBトランシーバや、IoTのZigBee、BANレシーバなどの発表もあり、消�J電��の低さを��う。1mW、1Mビット/秒のチャープUWB、0.5Vで動作する1.15mWのZigBeeレシーバなどがある。また、カードエミュレーションモードとリーダーモード、ピアツーピアモードの��つを再構成可�Δ�PLLで切り��えられるNFCレシーバをMediaTekが発表する。
モバイル�Uだけではなく、高�]性を主眼とした発表ももちろんある。60GHzのワイヤレストランシーバをリューベンカトリック�j(lu┛)学、東�B工業�j(lu┛)学、東��がそれぞれ発表する。60GHzの802.11acチップセットをBroadcomが発表する。
モバイル��アプリケーションプロセッサでは、ルネサスが28nmHPMプロセスで、8コアのbig.LITTLEアーキテクチャのプロセッサを、KAISTはウェアラブル����向けにAR処理を行う1.22TOPSで1.52mW/MHzのプロセッサを、Ericssonはキャリアアグリゲーション�\術をサポートする、2G/3G/4Gマルチモデムのベースバンドプロセッサを、それぞれ発表する。
メモリは微細化プロセスが�Hく、16nmの2値NANDフラッシュ�\術で128GビットをMicron、64GビットをSK Hynixが発表、Samsungは2ビット/セルの128Gビット3D NANDを発表する。ストレージクラスメモリとして、ReRAMを、中央�j(lu┛)学、��湾国立�@華�j(lu┛)学、Micronなどが発表する。プロセッサと組み合わせて使う高バンド幅のDRAMやI/Oも��発で、3.2Gbps/pinというLPDDR4をSamsung、128GB/sで5Gbps/pinのDRAMをSK Hynixがそれぞれ発表する。
パソコンやサーバー向けのプロセッサやパワーマネジメントチップなどの発表もあるが、これらはモバイルのインフラともいうべきクラウドサーバーへの����。高性�Ε廛蹈札奪気任魯�ャッシュメモリの容量を�\やすため、��来のSRAMに代わり、Embedded DRAMを集積する動きがある。Intelは22nmで102GB/sのeDRAMをキャッシュに��いたHaswellプロセッサ、IBMは96MBのeDRAM L3キャッシュを集積した22nmSOI�\術による12コアのPower8プロセッサを発表する。
